七、学生实验：探究——产生感应电流的条件.ppt

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1、基本概念：基本概念：（1 1）电磁感应：电磁感应：的的在磁场在磁场里里时，导体中就会产生电时，导体中就会产生电流，这种现象叫流，这种现象叫。（2 2）电磁感应现象中产生的电流叫）电磁感应现象中产生的电流叫 。（3 3）周期性地改变）周期性地改变 的电流，叫做的电流，叫做交变电流，简称交流。交变电流，简称交流。（4 4）在交变电流中，电流在每秒内周期性变）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。频率的单位是化的次数叫做频率。频率的单位是 ，符，符号是号是 。我国的交流电的频率是。我国的交流电的频率是 HZHZ每每秒方向变化秒方向变化 次次 电磁感应电磁感应感应电流感应电流赫兹赫兹Hz

2、Hz方向和大小方向和大小50100闭合电路闭合电路一部分导体一部分导体做切割磁感线运动做切割磁感线运动基本规律：基本规律：（1 1）产生感应电流的条件）产生感应电流的条件是是 1 1）；2 2）。（2 2）发电机是根据）发电机是根据 制成的。制成的。发电机发电的实质是发电机发电的实质是 转变成转变成电能的过程。电能的过程。基本研究方法：基本研究方法：控制变量法控制变量法 导体运动时要切割磁感线导体运动时要切割磁感线电路要是闭合回路电路要是闭合回路电磁感应现象电磁感应现象其它形式的能其它形式的能奥斯特发现电流的磁效应之后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？英国物理学家英国

3、物理学家法法拉第拉第经过经过1010年的探索，年的探索，在在18311831年取得突破，年取得突破，发现了利用磁场产生发现了利用磁场产生电流的条件和规律。电流的条件和规律。法拉第的发现，进一法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁步揭示了电现象和磁现象之间的联系。现象之间的联系。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。演示实验探究：什么情况下磁能生电一、电磁感应现象一、电磁感应现象实验过程在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表相连。导线的两端跟电流表相连。实验过程导线跟电流表组成了闭合电路。进行各种导线跟电流表组成了

4、闭合电路。进行各种尝试，例如：尝试，例如：让导线在磁场中静止，换用不同强度的永让导线在磁场中静止，换用不同强度的永磁体；磁体；让导线在磁场中静止，但不用单根导线，让导线在磁场中静止，但不用单根导线，而用匝数很多的线圈；而用匝数很多的线圈；使导线在磁场中沿不同方向运动。使导线在磁场中沿不同方向运动。实验过程次数次数次数次数实实 验验 条条 件件 指针指针摆动情况摆动情况G_+G_+G_+G_+G_+实验电路图实验电路图1开关断开，电路断路，开关断开，电路断路，无论导线做何运动无论导线做何运动不摆动不摆动2345开关闭合，电路通路，开关闭合，电路通路，导线保持静止。导线保持静止。不摆动不摆动开关闭

5、合，电路通路，开关闭合，电路通路，部分导线只做上下运动。部分导线只做上下运动。不摆动不摆动开关闭合，电路通路，开关闭合，电路通路，部分导线只做左右运动。部分导线只做左右运动。摆摆 动动开关闭合，电路通路，部开关闭合，电路通路，部分导线做左右斜向运动。分导线做左右斜向运动。摆摆 动动1 1、电磁感应现象电磁感应现象2 2、感应电流：、感应电流：3 3、产生感应电流的条件是：、产生感应电流的条件是：4.感应电流方向与哪些因素有关？感应电流方向与哪些因素有关？电路中电路中感应电流的方向感应电流的方向与导体切割磁与导体切割磁感线的感线的运动方向运动方向和和磁场的方向磁场的方向有关有关闭合电路的一部分导

6、体在磁场中做闭合电路的一部分导体在磁场中做切割切割磁感线运动时，导体中就产生电流磁感线运动时，导体中就产生电流，这，这种现象叫电磁感应。种现象叫电磁感应。电磁感应现象中产生的电流电磁感应现象中产生的电流1 1）闭合闭合电路的电路的一部分一部分导体导体2 2）在磁场中做在磁场中做切割磁感线切割磁感线运动；运动；右手定则内容：右手定则内容：伸开伸开右手，使大拇指跟其余右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，跟手掌在一个平面内，把右手放在磁场中，让把右手放在磁场中，让磁感线垂直穿入手心，磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方大拇指指向导体运动方向，那么其余四

7、个手指向，那么其余四个手指所指的方向就是感应电所指的方向就是感应电流的方向。流的方向。6.用右手定则判断感应电流的方向用右手定则判断感应电流的方向5.感应电流的大小与哪些因素有关？感应电流的大小与哪些因素有关？导线切割的速度大小导线切割的速度大小 永磁体的强度永磁体的强度在磁场中放一个线圈在磁场中放一个线圈.且使线圈转动，且使线圈转动，会产生什么现象呢？会产生什么现象呢？合作探究：合作探究：NSabcd实验现象闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时电流表有示数实验结论1.电磁感应现象：闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动，此时产生的电流叫感应电流，这种现象叫电磁感应现象。2

8、.产生感应电流的条件：闭合电路、一部分导体在磁场种、做切割磁感线的运动。3.感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向有关。4.电磁感应现象中，机械能转化为电能。NSNSSNNS垂直屏幕垂直屏幕向外运动向外运动下面的四个图中那些不会产生感下面的四个图中那些不会产生感应电流（应电流（）（图中小圆表示闭合导体的一部分）（图中小圆表示闭合导体的一部分）ABCDB、D你知道下列实验是研究什么问题的吗？你知道下列实验是研究什么问题的吗？电磁感电磁感应现象应现象通电导体在磁通电导体在磁场中受力运动场中受力运动请判断请判断:(1)(1)、导体在磁场中运动一定会产生感、导体在磁场中运动一定会产生感应电流（应电流

9、（）(2)(2)、导体在磁场中做切割运动一定会、导体在磁场中做切割运动一定会产生感应电压（产生感应电压（）(3)(3)、闭合导体在磁场中做切割运动一、闭合导体在磁场中做切割运动一定会产生感应电流（定会产生感应电流（）(4)(4)、闭合导体的一部分在磁场中做切、闭合导体的一部分在磁场中做切割运动一定会产生感应电流（割运动一定会产生感应电流（）x xx xv vv v二、发电机二、发电机1.构造：转子、定子、铜环、电刷。2.原理：电磁感应现象1、发电机的构造和作用、发电机的构造和作用二、发电机abab和和cdcd不断做不断做切割磁感线切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变运动，由于磁感线方向是不变的

10、，而的，而abab和和cdcd的运动方向总是相反，并且不断改变，于的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了是线圈和外部电路就有了方向不断改变方向不断改变的感应电流的感应电流abdcAB5 5、闭合线圈在磁场中转动时产生的电、闭合线圈在磁场中转动时产生的电流是交流电。流是交流电。7 7、电流在每秒内周期性变化的次数叫频、电流在每秒内周期性变化的次数叫频率，用率，用f f表示。单位叫赫兹，用表示。单位叫赫兹，用HzHz表示。表示。4 4、方向和大小做周期性变化的电流，、方向和大小做周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流或叫做交变电流，简称交流或交流电交流电。（直流电（直流电：电

11、流方向不变的电流电流方向不变的电流。）。）6 6、线圈转动一圈，电流方向改变二次。、线圈转动一圈，电流方向改变二次。3.3.交流发电机的原理交流发电机的原理 ：电磁感应现象。电磁感应现象。9.9.我国电网以交流供电，频率是我国电网以交流供电，频率是50Hz50Hz。即即1s1s内有内有5050个周期，个周期，交流电的方向每交流电的方向每周期改变周期改变2 2次次。频率为。频率为50Hz50Hz的交流电，的交流电，电流方向电流方向1s1s内改变内改变100100次。次。8.8.周期周期:完成一个周期性变化所用完成一个周期性变化所用的时间。符号的时间。符号:T T 单位单位:秒秒 (s)T=1/f

12、 f=1/T(s)T=1/f f=1/T市电市电:T=0.02S f=50Hz三、交流电1.1.交流电：上述发电机产生的电流的方向在交流电：上述发电机产生的电流的方向在不断变化，这样的电流叫交变电流，简称不断变化，这样的电流叫交变电流，简称交流电。交流电。2.2.频率：在交变电流中，电流每秒内周期性频率：在交变电流中，电流每秒内周期性变化的次数叫做频率。变化的次数叫做频率。3.3.频率的单位是赫兹，简称赫，符号频率的单位是赫兹，简称赫，符号HzHz。我。我国电网提供的交流电频率是国电网提供的交流电频率是50Hz50Hz。三、交流电1.1.发电机是把发电机是把机械能机械能转化为转化为电能电能的装

13、置。发的装置。发电机发电的过程是能量转化的过程。火力电机发电的过程是能量转化的过程。火力发电厂把燃料的发电厂把燃料的化学能化学能转化为转化为电能电能；水力；水力发电厂把水的发电厂把水的动能动能转化为转化为电能电能。2.2.大型发电机发电过程中，电压很高、电流大型发电机发电过程中，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的磁极旋转的方方式来发电，为了得到较强的磁场，还要用式来发电，为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替磁体。电磁铁代替磁体。1.电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动，产生感应电流的现象。2.发电机的种类、原理、构造、能量转化关系。

14、3.交流电。导体运动方向导体运动方向磁感线方向磁感线方向8.8.在电磁感应现象中，导体切割磁感线运动在电磁感应现象中，导体切割磁感线运动时，产生了时，产生了_。由此可见，在电。由此可见，在电磁感应现象中，磁感应现象中，_能转化为能转化为_能。能。感应电流感应电流机械能机械能电电7.7.感应电流的方向与感应电流的方向与_和和_有关。有关。9.9.产生感应电流的条件是（产生感应电流的条件是（）A.A.导体在磁场中运动导体在磁场中运动B.B.导体在磁场中做切割磁感线运动导体在磁场中做切割磁感线运动C.C.闭合电路的一部分导体做切割磁感线闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动运动D.D.闭合导体在磁场中

15、做切割磁感线运动闭合导体在磁场中做切割磁感线运动C10.10.周期性改变周期性改变_的电流叫交流电，的电流叫交流电，_不变的电流叫直流电，发电机提供不变的电流叫直流电，发电机提供的是的是_电，电池提供的是电，电池提供的是_ _ 电电 11.11.我国的交流发电机的转子每秒转我国的交流发电机的转子每秒转_周，即交流电的变化频率是周，即交流电的变化频率是_赫，因此赫，因此交流电的方向每秒要改变交流电的方向每秒要改变_次。次。方向方向方向方向交流交流直流直流505010012.12.发电机的主要构造分成发电机的主要构造分成_和和_两部分，大型发电机的线圈作两部分，大型发电机的线圈作_，电磁铁作电磁铁

16、作_。实用发电机的转子由。实用发电机的转子由水轮机、水轮机、_等带动旋转。等带动旋转。定子定子定子定子转子转子转子转子汽轮机汽轮机13.13.交流发电机制造的原理是（交流发电机制造的原理是（）A A电流的磁效应电流的磁效应 B B电流的磁现象电流的磁现象C C电磁感应现象电磁感应现象 D D电磁铁原理电磁铁原理14.14.我国使用的交流电的频率为我国使用的交流电的频率为5050赫赫兹，在兹，在1010秒内电流方向改变了秒内电流方向改变了(）A A、500500次次 B B、5050次次 C C、100100次次 D D、10001000次次CD15.15.交流发电机线圈内和外电路中的电流分交流

17、发电机线圈内和外电路中的电流分别是（别是（）A A、交流电和直流电、交流电和直流电 B B交流电和交流电交流电和交流电C C直流电和交流电直流电和交流电 D D直流电和直流电直流电和直流电16.16.此装置是什么机器？工作原理是什么此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？工作时能量的转化情况怎样？B发电机发电机电磁感应原理电磁感应原理机械能转化为电能机械能转化为电能17.17.下列电器设备中属于利用电磁下列电器设备中属于利用电磁感应现象原理工作的是：感应现象原理工作的是：（）A A、电烙铁、电烙铁B B、发电机、发电机C C、电动机、电动机D D、电磁起重机、电磁起重机B通

18、电线圈在磁场中受力转动通电线圈在磁场中受力转动.转子转子 换向器换向器定子定子电刷电刷改变线圈中电流的方向，改变线圈中电流的方向，使线圈得以连续转动。使线圈得以连续转动。组成组成:电电动动机机.原理原理:换向器换向器的作用的作用：发发电电机机组成组成:原理：原理：产生的是产生的是磁极、线圈、铜环磁极、线圈、铜环.电刷等。电刷等。线圈在磁场中转动切割磁感线圈在磁场中转动切割磁感线产生感应电流。线产生感应电流。交流电交流电拓展延伸拓展延伸原理原理能量转化能量转化在电路中在电路中的作用的作用发电机发电机电磁感电磁感应原理应原理机械能转机械能转化为电能化为电能电源电源电动机电动机通电线圈通电线圈在磁场

19、中在磁场中受力转动受力转动电能转化电能转化为机械能为机械能用电器用电器发电机与电动机的区别发电机与电动机的区别拓展延伸拓展延伸发电机与电动机的比较1 1、发电机、发电机的的构构造原造原则则上和上和电动机电动机是是 完全相同的完全相同的2 2、电动机电动机是是消耗消耗电能电能而而输输出出机机械能械能;发电机发电机是是消耗消耗机械能机械能而而输输出出电电能能3 3、电动机：电动机：利用利用通电线圈在磁场里转通电线圈在磁场里转 动动的原理的原理 分分为为交流交流发电机发电机和直流和直流发电机两类发电机两类发电机发电机:利用利用电电磁感磁感应应原理原理 分分为为交流交流发电机发电机和直流和直流发电机两

20、类发电机两类。1英国物理学家_经过10年的探索，在1831年取得突破，发现了利用磁场产生_的条件和规律：_电路中的_导体在磁场中做_运动时，导体中就产生电流。这种现象叫_。法拉第法拉第电流电流一部分一部分闭合闭合切割磁感线切割磁感线电磁感应现象电磁感应现象2在发电机中，用_代替往复运动的导线。为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器，还要用_和_把线圈和用电器连接起来。实际的发电机由_和_两部分组成。转动的线圈转动的线圈铜环铜环转子转子电刷电刷定子定子3几位同学讨论产生感应电流的条件时，有以下几种说法，正确的是（）DA.导体只要在磁场中运动就能产生感应电流B.导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生

21、感应电流C.闭合导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流D.闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流如图如图9-40所示，图中显示的是所示，图中显示的是实验，实验，它证明了通电导体周围有它证明了通电导体周围有。（。（2）如图如图9-41所示实验证实了所示实验证实了，实验过，实验过程中是程中是能转化成能转化成能，它的应用实能，它的应用实例是例是。（。（3）如图）如图9-42所示，实验证所示，实验证实了实了，实验过程中是，实验过程中是能转化成能转化成能，它的应用实例是能，它的应用实例是。(1)奥斯特、磁场；（奥斯特、磁场；（2）通电导体在磁场中）通电导体在磁场中要受到力的作用、

22、电能、机械能、电动机；要受到力的作用、电能、机械能、电动机；（3）电磁感应、机械能、电能、发电机；）电磁感应、机械能、电能、发电机；如图如图9-7-2所示，图甲是研所示，图甲是研究究的装置，利用该实验的装置，利用该实验的原理可以制成的原理可以制成；图乙是研究图乙是研究的装置，的装置，利用该实验的原理可以制利用该实验的原理可以制成成。磁场对电流作用；电动机磁场对电流作用；电动机电磁感应现电磁感应现象，发电机象，发电机假如电和磁之间没有联系，将会是怎样，列假如电和磁之间没有联系，将会是怎样，列举两例说明举两例说明（1）（2）（1）发电机不会制成（）发电机不会制成（2）电动机不会制成）电动机不会制成动圈式话筒的原理在剧场里，为了使观众能听清演员的声音，常常需要把声音放大，放大声音的装置主要包括话筒，扩音器和扬声器三部分 话筒是把声音转变为电信号的装置。图2是动圈式话筒构造原理图。它是利用电磁感应现象制成的，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。